DE946557C - Circuit arrangement for generating saw tooth-shaped pulses - Google Patents

Circuit arrangement for generating saw tooth-shaped pulses

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DE946557C
DE946557C DEL2761A DEL0002761A DE946557C DE 946557 C DE946557 C DE 946557C DE L2761 A DEL2761 A DE L2761A DE L0002761 A DEL0002761 A DE L0002761A DE 946557 C DE946557 C DE 946557C
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Schaltungsanordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme in den Ablenkspulen von Kathodenstrahlröhren, insbesondere für Fernsehzwecke, bei der durch langsame Aufladung und schnelle Entladung (bzw. umgekehrt) eines Kondensators eine sägezahnförmige Spannung erzeugt wird, die an das Gitter einer Röhre angelegt wird, in deren Anodenkreis die Ablenkspulen unmittelbar oder über einen Transformator eingeschaltet sind. Derartige Schaltungsanordnungen finden sich vorzugsweise dort, wo die Zeitkonstante der Ablenkspulen gegenüber der Sägezahnperiode klein ist, also z. B. für den Rasterwechsel bei Fernsehen.The invention relates to a circuit arrangement for generating sawtooth-shaped currents in the deflection coils of cathode ray tubes, especially for television purposes, in the case of the slow charging and fast discharging (or vice versa) of a capacitor have a sawtooth shape Voltage is generated, which is applied to the grid of a tube, in its anode circuit the deflection coils are switched on directly or via a transformer. Such circuit arrangements are preferably found where the time constant of the deflection coils is small compared to the sawtooth period, e.g. B. for changing the grid on television.

Eine derartig erzeugte Sägezahnstromkurve hat zunächst auch bei linearem Verlauf der Kondensatorspannung eine gewisse Krümmung. Diese Krümmung ist zurückzuführen auf die Krümmung der Kennlinie, ferner auf den Einfluß der parallel zur Ablenkspule liegenden Induktivität des Ausgangstransformators. Durch den Widerstand der Ablenkspulen soll ein sägezahnförmiger Strom fließen. Die entsprechende Sägezahnspannung liegt auch an den Klemmen der Induktivität des Transformators, durch den infolgedessen ein parabelförmiger Strom fließen muß, denn wegenA sawtooth current curve generated in this way also initially has a linear course of the capacitor voltage some curvature. This curvature is due to the curvature of the characteristic, and also to the influence of the parallel to the deflection coil lying inductance of the output transformer. Through the resistance of the Deflection coils should flow a sawtooth-shaped current. The corresponding sawtooth voltage is present also at the terminals of the inductance of the transformer, through which, as a result, a parabolic Electricity must flow because of

tX, = I UL&t tX, = I UL & t

muß für ein uL, das proportional t ist, iL proportional t2 sein. Die Röhre muß also einen Summen-for a u L that is proportional to t , i L must be proportional to t 2 . The tube must therefore have a total

strom liefern, der keineswegs sägezahnförmig ist, sondern als Funktion des Amplitudenverhältnisses des sägezahnförmigen Stromes zum parabelförmigen Strom innerhalb des Aufstiegs des Sägezahnstromes ,ein Minimum aufweisen kann, bei wirtschaftlicher Dimensionierung des Transformators sogar aufweisen muß. Die am Gitter der Röhre liegende Steuerspannung muß daher ebenfalls einen von einer geradlinigen Sägezahnspannung stark abweichenden Verlauf haben.supply current that is by no means sawtooth, but rather as a function of the amplitude ratio of the sawtooth-shaped current to the parabolic Current within the rise of the sawtooth current, may have a minimum at economic dimensioning of the transformer must even have. The one on the grid of the tube The control voltage lying on it must therefore also differ greatly from a straight sawtooth voltage Have course.

Es ist fernerhin bekannt, den Einfluß der Röhrenkrümmung und des Transformators durch eine Gegenkopplungsspannung herabzusetzen. Zum Beispiel kann eine zusätzliche Wicklung des Transformators, an welchem die Ablenkspulen angeschlossen sind, zwischen Gitter und Ladekondensator geschaltet werden. Jede Änderung der Spulenspannung wirkt dann über die Gegenkopplungswicklung in der Weise auf das Gitter zurück, daß sie dieIt is also known the influence of the tube curvature and to reduce the transformer by means of a negative feedback voltage. For example can add an additional winding of the transformer to which the deflection coils are connected are connected between the grid and the charging capacitor. Any change in coil voltage then acts via the negative feedback winding in such a way back on the grid that they the

ao ursprüngliche Spannungsänderung zu verkleinern sucht, mit anderen Worten: der Innenwiderstand der Schaltung wird herabgesetzt. Bezeichnet man die auf die Primärseite des Transformators übersetzte Spulenspannung mit us, die Kondensatorspannung mit uc, den Gegenkopplungsfaktor mit k und die Verstärkung mit v, so gilt die Beziehung:ao seeks to reduce the original voltage change, in other words: the internal resistance of the circuit is reduced. If one denotes the coil voltage translated to the primary side of the transformer with u s , the capacitor voltage with u c , the negative feedback factor with k and the gain with v, then the relation applies:

us = ν (uc — k · us) woraus sich durch Umformung ergibt: u s = ν (u c - k u s ) which results from transformation:

V'kV'k

V'kV'k

Man sieht hieraus, daß bei ν k^> τ die Spulenspannung fast nur noch von der Kondensatorenspannung abhängt und daß man bei linearer Kondensatorspannung auch einen fast linear ansteigenden Ablenkstrom erhält.It can be seen from this that with ν k ^> τ the coil voltage almost only depends on the capacitor voltage and that with a linear capacitor voltage an almost linearly increasing deflection current is obtained.

Nachteilig bei dieser Spannungsgegenkopplung ist jedoch der kleine Innenwiderstand der Schaltung. Die Induktivität der Ablenkspulen setzt dem schnellen Rücklauf des Ablenkstromes, welcher in etwa 5% der für den Hinlauf benötigten Zeit erfolgen muß, eine gewisse Trägheit entgegen, undHowever, the disadvantage of this negative voltage feedback is the low internal resistance of the circuit. The inductance of the deflection coils sets the rapid return of the deflection current, which in about 5% of the time required for the outward run must, counteract a certain indolence, and

- " zwar um so mehr, je kleiner der Ohmsche Widerstand ist, der in Reihe mit der Induktivität Hegt, je größer also die Zeitkonstante -— ist. Um den- "the more so, the smaller the ohmic resistance which is in series with the inductance, the greater the time constant -— is. To the

Rücklauf in der vorgeschriebenen Zeit sicherzustellen, wird es bei dieser Spannungsgegenkopplung zumeist notwendig, während der Rücklaufzeit den Ablenkspulen bzw. dem Gitter der Verstärkerröhre,With this voltage negative feedback, it will be ensured that the return flow is in the prescribed time mostly necessary, the deflection coils or the grid of the amplifier tube during the return time,

- in deren Anodenkreis die Ablenkspulen liegen, eine zusätzliche Impulsspannung aufzudrücken.- In the anode circle of which the deflection coils are located, one to apply additional pulse voltage.

Bei allen derartigen Schaltungen mit Gegenkopplung besteht ferner das Problem, die Sägezahn-EMK des Ladekondensators und die ·...; Gegenkopplungs-EMK voneinander unabhängig zu machen und dafür, zu sorgen, daß sich diese Spannungen eindeutig addieren. Es ist bereits eine Anordnung bekannt, bei der das Netzwerk zur Erzeugung der Gegenkopplungsspannung im Entladekreis des Ladekondensators liegt. Diese Lösung hat aber naturgemäß den Nachteil, daß die rasche Entladung des Ladekondensators verhindert wird. Die abzuführende Ladung muß nämlich über das Gegenkopplungsnetzwerk geleitet werden, wodurch die Rücklauf zeit des Sägezahnes unzulässig verzögert wird.In all such circuits with negative feedback there is also the problem that Sawtooth emf of the charging capacitor and the · ...; Negative feedback EMF to each other independently and see to it that these tensions clearly add up. It's already an arrangement known in which the network for generating the negative feedback voltage in the discharge circuit of the charging capacitor. This solution naturally has the disadvantage that the rapid discharge of the charging capacitor is prevented. The cargo to be discharged must be via the Negative feedback network are conducted, whereby the return time of the sawtooth is delayed inadmissibly will.

Es sind weiterhin Anordnungen bekannt, bei denen die Verstärkerröhre mit einer Stromgegenkopplung arbeitet. Hierzu wird ein Gegenkopplungswiderstand in den Kathodenzweig, gelegt. Dieser muß verhältnismäßig groß gewählt werden, wenn die wirksame Gegenkopp lungs spannung eine große Amplitude erreichen soll. In diesem Fall muß also nicht nur die Leistung für die Ablenkspulen, sondern auch eine erhebliche Leistung für den Gegenkopplungswiderstand aufgebracht werden. Außerdem besteht bei der Bemessung dieses Widerstandes die Notwendigkeit, das Kathodenpotential der Röhre zu berücksichtigen und gegebenenfalls eine Induktivität parallel zu schalten.There are also arrangements known in which the amplifier tube with a current negative feedback is working. For this purpose, a negative feedback resistor is placed in the cathode branch. This must be selected relatively large if the effective negative feedback voltage is a should achieve large amplitude. In this case, not only must the power for the deflection coils, but also a considerable amount of power can be applied to the negative feedback resistance. In addition, when dimensioning this resistance, it is necessary to determine the cathode potential of the tube and, if necessary, to connect an inductance in parallel.

Zur Beseitigung dieser Schwierigkeiten und Nachteile geht die Erfindung von der Überlegung aus, daß die Stärke des Ablenkfeldes dem Ablenkstrom exakt "proportional ist. Die Linearisierung muß infolgedessen ausschließlich auf diesen Strom gerichtet sein und nicht etwa von der durch den Scheinwiderstand des Ablenkkreises bestimmten Spannung abhängen. Aus diesem Grunde wäre also eine Stromgegenkopplung grundsätzlich vorzuziehen. Andererseits soll die Gegenkopplung aber verlustlos arbeiten, damit die verfügbare Ausgangsleistung der Röhre in voller Höhe dem Ablenksystem zugute kommt. Diese Forderung läßt sich aber nur mit Hilfe einer Spanoungisgegenkopplung erfüllen. Das der Spannungsübertragung dienende Netzwerk soll dabei einen möglichst konstanten Wirkwiderstand aufweisen und so . bemessen sein, daß auf der Gitterseite kein Einfluß auf den Entladekreis des Ladekondensators ausgeübt wird.To overcome these difficulties and disadvantages, the invention proceeds from consideration from the fact that the strength of the deflection field is exactly "proportional to the deflection current. The linearization must consequently be directed exclusively towards this stream and not from the one through the The impedance of the deflection circuit depends on the specific voltage. For this reason it would be a current negative feedback is generally preferable. On the other hand, the negative feedback should Work losslessly so that the available output power of the tube is fully passed on to the deflection system benefits. This requirement can only be met with the help of a Spanoungis negative feedback fulfill. The network used for voltage transmission should be as constant as possible Have effective resistance and so. be dimensioned so that no influence on the grid side is exerted on the discharge circuit of the charging capacitor.

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß die Gegenkopp lungs spannung mit Hilfe eines zusätzlichen, mit reinem Wirkwiderstand belasteten Rückkopplungstransformators, der in Serien- no schaltung zum Anoden- bzw. Ablenkspulenkreis der Verstärkerröhre liegt, ausschließlich dem dort fließenden Strom proportional ist und daß' das Netzwerk zur Einkopplung der Gegenkopplungsspannung in Serie zum Gitter, aber außerhalb des für den Ladekondensator vorgesehenen Entladekreises angeordnet ist.This is achieved according to the invention in that the negative feedback voltage with the help of a additional feedback transformer loaded with pure resistance, which is in serial no circuit to the anode or deflection coil circuit of the amplifier tube, excluding the one there flowing current is proportional and that 'the network for coupling the negative feedback voltage in series with the grid, but outside the is arranged for the charging capacitor provided discharge circuit.

Durch die Erfindung wird also eine Gegenkopplung erreicht, die zugleich die Charakteristik einer reinen Stromgegenkopplung mit den Vorteilen einer Spannungsgegenkopplung verbindet und so bemessen ist, daß sie praktisch verlustlos arbeitet, ohne dabei den Entladungsvorgang zu beeinflussen. Außerdem läßt sich der Belastungswiderstand des zusätzlichen Transformators bei fester Kopplung wahlweise in die Primär- oder Sekundärseite ein-With the invention, a negative feedback is achieved, which at the same time has the characteristic of a pure current negative feedback with the advantages of voltage negative feedback and so on is dimensioned so that it works with practically no loss without affecting the discharge process. In addition, the load resistance of the additional transformer with a fixed coupling optionally in the primary or secondary side

schalten und dabei zugleich die Zeitkonstante L zu R an diejenige des Ablenkkreises angleichen.switch and at the same time adjust the time constant L to R to that of the deflection circle.

In Weiterbildung der Erfindung kann die Gegenkopplung auch in den Ladestromkreis des Kondensators gelegt werden und die Linearisierung durch eine zusätzliche Rückkopplung in diesem Stromkreis noch verfeinert werden.In a further development of the invention, the negative feedback can also be in the charging circuit of the capacitor and the linearization by an additional feedback in this circuit still to be refined.

In den Zeichnungen sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. In allen AbbildungenExemplary embodiments of the invention are shown in the drawings. In all pictures

ίο stellt dar: ι die Ablenkspulen, 2 den Ausgangsübertrager, 4 die Verstärkerröhre, 5 den Koppelkondensator zum Gitter, 6 den Gitterableitwiderstand, 7 einen zum Koppelkondensator parallel liegenden Widerstand, 9 den Ladekondensator, 10 den Sperrschwingertransformator und 12 die Sperrschwingerröhre.ίο represents: ι the deflection coils, 2 the output transformer, 4 the amplifier tube, 5 the coupling capacitor to the grid, 6 the grid leakage resistor, 7 a resistor lying parallel to the coupling capacitor, 9 the charging capacitor, 10 the blocking transducer transformer and 12 the blocking transducer tube.

Der Kondensator 9, Widerstand 10, Transformator 11 und die Röhre 12 stellen in bekannter Weise einen Sperrschwinger dar, bei dem der Kondensator periodisch von einem negativen Potential langsam gegen Null entladen und hierauf durch den Gitterstrom wieder negativ aufgeladen wird. Die Widerstände 6 und 7 bilden einen Spannungsteiler für die Herstellung des richtigen Arbeitspunktes der Verstärkerröhre 4.The capacitor 9, resistor 10, transformer 11 and tube 12 represent in a known manner Way a blocking oscillator, in which the capacitor periodically from a negative potential slowly discharged to zero and then negatively charged again by the grid current. The resistors 6 and 7 form a voltage divider for establishing the correct operating point the amplifier tube 4.

In Abb. ι wird die Gegenkopplungsspannung, welche erfindungsgemäß proportional dem Ablenkstrom sein soll, dadurch erzeugt, daß in Serie mit den Ablenkspulen 1 ein Widerstand 13 geschaltet wird, über welchen die Primärwicklung des Gegenkopplungstransformators 3 liegt. Die Gegenkopplungsspannung ist jetzt nicht mehr von der Spannung an den Ablenkspulen, sondern vom Strom durch diese abhängig, d. h. eine Änderung der Spulenspannung hat praktisch keine Änderung des Stromes zur Folge, der Innenwiderstand der Schaltung wird also erhöht. Damit verkleinert sich aber die wirksame Zeitkonstante der Ablenkspulen, so daß der Ablenkstrom auch ohne eine zusätzlich eingeführte Impulsspannung in der vorgeschriebenen Zeit zurückgeführt werden kann. Diese Anordnung hat unter Umständen noch den Nachteil, daß die Gegenkopplungsspannung sehr klein ist, wenn nämlich der Ohmsche Widerstand der Ablenkspulen verhältnismäßig klein ist und somit der Serienwiderstand 13 ebenfalls entsprechend klein gewählt werden muß.In Fig. Ι the negative feedback voltage, which according to the invention is proportional to the deflection current is to be generated in that a resistor 13 is connected in series with the deflection coils 1 is, over which the primary winding of the negative feedback transformer 3 is located. The negative feedback voltage is no longer dependent on the voltage at the deflection coils, but on the current through them, i.e. H. a change in Coil voltage has practically no change in the current, the internal resistance of the Circuit is thus increased. However, this reduces the effective time constant of the deflection coils, so that the deflection current in the prescribed Time can be traced back. This arrangement may still have the disadvantage that the negative feedback voltage is very small, namely when the ohmic resistance of the deflection coils is relatively small and thus the series resistance 13 is also correspondingly small must be chosen.

Die Abb. 2 zeigt eine verbesserte Ausführungsform, bei der eine dem Ablenkstrom proportionale Gegenkopplungsspannung durch den zusätzlichen Transformator 3 gewonnen wird, der dabei in Serie zur Primärwicklung des Ausgangsübertragers 2 liegt. Damit die Gegenkopplung phasenrein ist, besitzt der Übertrager 3 eine feste Kopplung zwisehen beiden Wicklungen, so daß der Widerstand 8 die gleiche Aufgabe erfüllt wie der Widerstand 13 gemäß Abb. 1. Er wird unter Berücksichtigung des Übersetzungsverhältnisses bemessen, wobei es gleichgültig ist, ob er im Primär- oder im Sekun-.Fig. 2 shows an improved embodiment in which a deflection current proportional Negative feedback voltage is obtained by the additional transformer 3, which is in series to the primary winding of the output transformer 2 is located. So that the negative feedback is phase-pure, has the transformer 3 a firm coupling between the two windings, so that the resistor 8 fulfills the same task as the resistor 13 according to Fig. 1. It is made taking into account the Gear ratio measured, it does not matter whether it is in the primary or in the second.

därzweig liegt.därzweig lies.

Die am Gitter der Röhre 4 in Abb. 2 wirksame Spannung ist wieder die Summe der Kondensatorspannung und der an der Sekundärwicklung des Übertragers 3 auftretenden Spannung und so gerichtet, daß sie die Kondensatorspannung verkleinert. The voltage effective at the grid of the tube 4 in Fig. 2 is again the sum of the capacitor voltage and the voltage occurring at the secondary winding of the transformer 3 and so directed, that it reduces the capacitor voltage.

Die Spannungsänderung am Kondensator 9The change in voltage across the capacitor 9

due you e

dtGerman

hängt vom Ladestrom i ab, dieser wiederum von der Spannung am Ladewiderstand 10. C ist der Wert der Kapazität des Kondensators 9. Damit sich diese Spannung möglichst wenig ändert und man dadurch einen möglichst linearen Verlauf der Kondensatorspannung erhält, wird weiterhin vorgeschlagen, wie in Abb. 2 gezeigt, die Gegenkopplungswicklung (Sekundärwicklung vom Transformator 3) zwischen Ladekondensator und Ladewiderstand zu schalten, da sich dann das untere Ende des Widerstandes 10 an einem Punkt befindet, dessen Potential sich wesentlich weniger stark ändert.depends on the charging current i , which in turn depends on the voltage at the charging resistor 10. C is the value of the capacitance of the capacitor 9 2 shows the negative feedback winding (secondary winding from transformer 3) to be connected between the charging capacitor and charging resistor, since the lower end of the resistor 10 is then at a point whose potential changes significantly less.

Zur Verfeinerung der Linearisierung kann man schließlich, wie am Beispiel der Abb. 3 gezeigt, zwischen Ladewiderstand und Batterie noch eine Wicklung 14 schalten, die entweder auf dem Ausgangsübertrager 2 oder dem Gegenkopplungsübertrager 3 angebracht ist und die so gepolt und bemessen ist, daß die Spannung an dem Ladewiderstand 10 praktisch konstant bleibt.To refine the linearization, one can finally, as shown in the example in Fig. 3, Connect a winding 14 between the charging resistor and the battery, either on the output transformer 2 or the negative feedback transformer 3 is attached and so polarized and dimensioned is that the voltage across the charging resistor 10 remains practically constant.

Claims (1)

PATENTANSPRÜCHE:PATENT CLAIMS: 1. Schaltungsanordnung zur Erzeugung sägezahnförmiger Ströme in den Ablenkspulen von Kathodenstrahlröhren mittels Auf- und Entladung eines Kondensators im Gitterkreis einer Röhre, deren Anodenkreis die Ablenkströme und gleichzeitig zur Linearisierung dieser Ströme dem Gitterkreis transformatorisch eine Gegenkopplungsspannung liefert, die sich zur Steuerspannung des Ladekondensators addiert, insbesondere für Fernsehzwecke, dadurch gekennzeichnet, daß die Gegenkopplungsspannung mit Hilfe eines zusätzlichen, mit reinem Wirkwiderstand belasteten Rückkopplungstransformators, der in Serienschaltung zum Anodenbzw. Ablenkspulenkreis der Verstärkerröhre liegt, ausschließlich dem dort fließenden Strom proportional ist und daß das Netzwerk zur Einkopplung der Gegenkopplungsspannung in Serie zum Gitter, aber außerhalb des für den Ladekondensator vorgesehenen Entladekreises angeordnet ist. '1. Circuit arrangement for generating sawtooth-shaped Currents in the deflection coils of cathode ray tubes by means of charging and discharging of a capacitor in the grid circle of a Tube, whose anode circuit contains the deflection currents and at the same time for linearizing them Currents the lattice circuit transforms a negative feedback voltage that leads to The control voltage of the charging capacitor is added, in particular for television purposes, characterized in that that the negative feedback voltage with the help of an additional, with pure real resistance loaded feedback transformer, which is connected in series to the anode and Deflection coil circuit of the amplifier tube is only proportional to the current flowing there and that the network for coupling the negative feedback voltage in series with the grid, but outside that for the charging capacitor provided discharge circuit is arranged. ' 2. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rückkopplungstransformator in Reihe mit dem Ausgangstransformator liegt und daß die Größe des Wirkwiderstandes so gewählt ist, daß diese sich zu der Transformatorinduktivität etwa so verhält wie der Ohmsche Widerstand der Ablenkspulen zu der Induktivität des Ausgangsübertragers (Abb. 1).2. Circuit arrangement according to claim 1, characterized in that the feedback transformer in series with the output transformer lies and that the size of the effective resistance is chosen so that it is related to the transformer inductance roughly as such like the ohmic resistance of the deflection coils to the inductance of the output transformer (Fig. 1). 3. Schaltungsanordnung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die als3. Circuit arrangement according to claim 1 and 2, characterized in that the as Gegenkopplungswicklung dienende Sekundärwicklung des zusätzlichen Transformators zwischen Ladekondensator und Ladewiderstand geschaltet ist (Abb. 2).Negative feedback winding serving secondary winding of the additional transformer between The charging capacitor and charging resistor are connected (Fig. 2). 4. Schaltungsanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine zusätzliche Hilfswicklung des Ausgangs- oder des Gegenkopplungstransformators im Ladekreis des Kondensators vorgesehen ist, die der Konstanthaltung des im Ladewiderstand auftretenden Spannungsabfalles dient.4. Circuit arrangement according to claim 3, characterized in that an additional auxiliary winding of the output transformer or of the negative feedback transformer is provided in the charging circuit of the capacitor, which is the constant maintenance of the charging resistor Voltage drop is used. In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschriften Nr. 648195, 707538; britische Patentschrift Nr. 427901; Bulletin des Schweiz, elektrotechn. Vereins, 1949, Bd. 40 Nr. 17, S. 641 bis 644.Considered publications: German Patent Nos. 648195, 707538; British Patent No. 427901; Bulletin of Switzerland, electrotechn. Association, 1949, Vol. 40 No. 17, pp. 641 to 644. Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings 609 567 1.S6 609 567 1.S6
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